Materia primă pentru eterul de celuloză

A fost studiat procesul de producere a pastei de înaltă vâscozitate pentru eter de celuloză. Au fost discutați principalii factori care afectează gătirea și albirea în procesul de producere a celulozei de înaltă vâscozitate. În conformitate cu cerințele clientului, prin testul cu un singur factor și metoda de testare ortogonală, combinată cu capacitatea reală a echipamentului companiei, parametrii procesului de producție de vâscozitate ridicatăbumbac rafinatpulpă materii primepentru eterul de celuloză sunt determinate. Folosind acest proces de producție, albul de înaltă vâscozitaterafinatpulpa de bumbac produsă pentru eterul de celuloză este≥85%, iar vâscozitatea este≥1800 ml/g.

Cuvinte cheie: pastă cu vâscozitate ridicată pentru eter de celuloză; procesul de producție; gătit; albire

Celuloza este cel mai abundent și mai regenerabil compus polimeric natural din natură. Are o gamă largă de surse, preț scăzut și prietenos cu mediul. O serie de derivați de celuloză pot fi obținuți prin modificare chimică. Eterul de celuloză este un compus polimeric în care hidrogenul din grupa hidroxil de pe unitatea de celuloză glucoză este înlocuit cu o grupare hidrocarbură. După eterificare, celuloza este solubilă în apă, soluție alcalină diluată și solvent organic și are termoplasticitate. China este cel mai mare producător și consumator de eter de celuloză din lume, cu o rată medie anuală de creștere de peste 20%. Există multe tipuri de eteri de celuloză cu performanțe excelente și sunt utilizați pe scară largă în construcții, ciment, petrol, alimente, textile, detergent, vopsea, medicină, fabricarea hârtiei și componente electronice și alte industrii.

Odată cu dezvoltarea rapidă a domeniului derivaților precum eterul de celuloză, cererea de materii prime pentru producerea acestuia este, de asemenea, în creștere. Principalele materii prime pentru producția de eter de celuloză sunt celuloza de bumbac, celuloza de lemn, celuloza de bambus etc. Printre acestea, bumbacul este produsul natural cu cel mai mare conținut de celuloză din natură, iar țara mea este o țară mare producătoare de bumbac, așa că pulpa de bumbac este o materie primă ideală pentru producerea eterului de celuloză. Echipamente și tehnologie speciale străine introduse exclusiv pentru producția specială de celuloză, adoptă gătit la temperatură scăzută și cu alcalii scăzute, tehnologie de producție de albire continuă verde, control complet automat al procesului de producție, acuratețea controlului procesului a atins nivelul avansat al aceleiași industrii în țară și în străinătate . La cererea clienților din țară și din străinătate, compania a efectuat experimente de cercetare și dezvoltare pe pastă de bumbac cu vâscozitate mare pentru eter de celuloză, iar mostrele au fost bine primite de clienți.

1. Experimentează

1.1 Materii prime

Pasta cu vâscozitate ridicată pentru eterul de celuloză trebuie să îndeplinească cerințele de alb ridicat, vâscozitate ridicată și praf scăzut. Având în vedere caracteristicile pulpei de bumbac de înaltă vâscozitate pentru eterul de celuloză, în primul rând, a fost efectuat un control strict asupra selecției materiilor prime și a linterurilor de bumbac cu maturitate ridicată, vâscozitate ridicată, fără trei filamente și semințe de bumbac scăzute. conținutul carenei a fost selectat drept materii prime. În conformitate cu linterurile de bumbac de mai sus În conformitate cu cerințele diferiților indicatori, se determină utilizarea linterurilor de bumbac în Xinjiang ca materie primă pentru producția de pastă de înaltă vâscozitate pentru eter de celuloză. Indicatorii de calitate ai cașmirului Xinjiang sunt: ​​vâscozitatea≥2000 ml/g, maturitate≥70%, acid sulfuric materie insolubilă≤6,0%, conținut de cenușă≤1,7%.

1.2 Instrumente și medicamente

Echipament experimental: oală electrică de gătit PL-100 (Chengyang Taisite Experimental Equipment Co., Ltd.), baie de apă cu temperatură constantă a instrumentului (Longkou Electric Furnace Factory), pH-metru de precizie PHSJ 3F (Shanghai Yidian Scientific Instrument Co., Ltd.), Vâscozimetru capilar, WSB～2 contor de alb (Jinan Sanquan Zhongshishi

Laboratory Instrument Co., Ltd.).

Medicamente experimentale: NaOH, HCl, NaClO, H2O2, NaSiO3.

1.3 Traseul procesului

Linters de bumbac→gătit alcalin→spălat→pulpare→albire (inclusiv tratament cu acid)→fabricarea celulozei→produs finit→testarea indexului

1.4 Conținut experimental

Procesul de gătire se bazează pe procesul de producție propriu-zis, utilizând prepararea materialului umed și metode de gătit alcaline. Pur și simplu curățați și îndepărtați linterurile cantitative de bumbac, adăugați leșia calculată în funcție de raportul de lichid și cantitatea de alcali utilizată, amestecați complet linterurile de bumbac și leșia, puneți-le într-un rezervor de gătit și gătiți în funcție de diferite temperaturi de gătire și timpi de păstrare. Gatiti-o. Pulpa după gătire este spălată, bătută și albită pentru utilizare ulterioară.

Procesul de albire: parametrii precum concentrația pulpei și valoarea pH-ului sunt selectați direct în funcție de capacitatea reală a echipamentului și rutinele de albire, iar parametrii relevanți, cum ar fi cantitatea de agent de albire, sunt discutați prin experimente.

Albirea este împărțită în trei etape: (1) Înălbirea convențională în faza de pre-clorinare, ajustați concentrația pulpei la 3%, adăugați acid pentru a controla valoarea pH-ului pulpei la 2,2-2,3, adăugați o anumită cantitate de hipoclorit de sodiu la albire la temperatura camerei timp de 40 de minute. (2) Albirea secțiunii cu peroxid de hidrogen, ajustați concentrația de pulpă la 8%, adăugați hidroxid de sodiu pentru alcalinizarea suspensiei, adăugați peroxid de hidrogen și efectuați albirea la o anumită temperatură (secțiunea de albire cu peroxid de hidrogen adaugă o anumită cantitate de silicat de sodiu stabilizator). Temperatura specifică de albire, doza de peroxid de hidrogen și timpul de albire au fost explorate prin experimente. (3) Secțiunea de tratare cu acid: ajustați concentrația de celuloză la 6%, adăugați adjuvanti de îndepărtare a acizilor și a ionilor metalici pentru tratarea acidului, procesul din această secțiune se desfășoară conform procesului convențional de producție de celuloză specială de bumbac al companiei, iar procesul specific nu nu trebuie discutat în continuare experimental.

În timpul procesului experimental, fiecare etapă de albire ajustează concentrația și pH-ul pulpei, adaugă o anumită proporție de reactiv de albire, amestecă uniform pulpa și reactivul de albire într-o pungă etanșă din plastic din polietilenă și o pune într-o baie de apă la temperatură constantă pentru o temperatură constantă. albire pentru un timp specificat. Procesul de albire Scoateți suspensia medie la fiecare 10 minute, amestecați și frământați-o uniform pentru a asigura uniformitatea albirii. După fiecare etapă de albire, se spală cu apă, apoi se trece la următoarea etapă de albire.

1.5 Analiza și detectarea nămolului

GB/T8940.2-2002 și GB/T7974-2002 au fost utilizate pentru prepararea și măsurarea albului probelor de alb de suspensie; GB/T1548-2004 a fost utilizat pentru măsurarea vâscozității suspensiei.

2. Rezultate și discuții

2.1 Analiza țintei

În funcție de nevoile clienților, principalii indicatori tehnici ai pastei cu vâscozitate ridicată pentru eterul de celuloză sunt: ​​albul≥85%, vâscozitate≥1800 ml/g,α-celuloză≥90%, continut de cenusa≤0,1%, fier≤12 mg/kg etc. Conform multor ani de experiență a companiei în producția de pulpă specială de bumbac, prin controlul condițiilor adecvate de gătit, spălare și tratament acid în procesul de albire,α-celuloză, cenușă, conținut de fier și alți indicatori, este ușor de îndeplinit cerințele în producția efectivă. Prin urmare, albul și vâscozitatea sunt luate ca obiectiv al acestei dezvoltări experimentale.

2.2 Procesul de gătire

Procesul de gătire este de a distruge peretele primar al fibrei cu hidroxid de sodiu la o anumită temperatură și presiune de gătit, astfel încât impuritățile necelulozice solubile în apă și alcalin, grăsimea și ceara din linterurile de bumbac să fie dizolvate, iar continutul deα-celuloza este crescuta. . Datorită scindării lanțurilor macromoleculare de celuloză în timpul procesului de gătire, se reduce gradul de polimerizare și se reduce vâscozitatea. Dacă gradul de gătire este prea ușor, pulpa nu va fi gătită bine, albirea ulterioară va fi slabă, iar calitatea produsului va fi instabilă; daca gradul de gatire este prea greu, lanturile moleculare de celuloza se vor depolimeriza violent si vascozitatea va fi prea mica. Luând în considerare în mod cuprinzător cerințele de înălbire și indicele de vâscozitate ale șlamului, se determină că vâscozitatea șlamului după gătire este≥1900 ml/g, iar albul este≥55%.

În funcție de principalii factori care afectează efectul de gătit: cantitatea de alcali utilizată, temperatura de gătire și timpul de menținere, metoda de testare ortogonală este utilizată pentru a efectua experimente pentru a selecta condițiile adecvate ale procesului de gătit.

Conform datelor extrem de slabe ale rezultatelor testului ortogonal, influența celor trei factori asupra efectului de gătire este următoarea: temperatura de gătire > cantitatea de alcali > timpul de păstrare. Temperatura de gătire și cantitatea de alcali au o mare influență asupra vâscozității și albului pulpei de bumbac. Odată cu creșterea temperaturii de gătire și a cantității de alcali, albul tinde să crească, dar vâscozitatea tinde să scadă. Pentru producerea pulpei cu vâscozitate mare, trebuie adoptate pe cât posibil condiții moderate de gătit, asigurând în același timp albul. Prin urmare, în combinație cu datele experimentale, temperatura de gătire este 115°C, iar cantitatea de alcali folosită este de 9%. Efectul timpului de reținere între cei trei factori este relativ mai slab decât cel al celorlalți doi factori. Deoarece această gătit adoptă o metodă de gătit cu alcalii scăzute și la temperatură scăzută, pentru a crește uniformitatea gătirii și pentru a asigura stabilitatea vâscozității gătirii, timpul de menținere este selectat ca 70 de minute. Prin urmare, combinația A2B2C3 a fost determinată a fi cel mai bun proces de gătit pentru celuloza cu vâscozitate ridicată. În condițiile procesului de producție, albul pulpei finale a fost de 55,3% și vâscozitatea a fost de 1945 ml/g.

2.3 Procesul de albire

2.3.1 Procesul de preclorinare

În secțiunea de pre-clorinare, se adaugă o cantitate foarte mică de hipoclorit de sodiu în pulpa de bumbac pentru a transforma lignina din pulpa de bumbac în lignină clorurată și a fi dizolvată. După albire în etapa de pre-clorinare, vâscozitatea suspensiei trebuie controlată pentru a fi≥1850 ml/g, iar albul≥63%.

Cantitatea de hipoclorit de sodiu este principalul factor care afectează efectul de albire în această secțiune. Pentru a explora cantitatea adecvată de clor disponibil, a fost utilizată metoda de testare cu un singur factor pentru a efectua 5 experimente paralele în același timp. Prin adăugarea de diferite cantități de hipoclorit de sodiu în suspensie, clorul efectiv în suspensie Conținutul de clor a fost de 0,01 g/L, 0,02 g/L, 0,03 g/L, 0,04 g/L, respectiv 0,05 g/L. După albire, vâscozitatea și BaiDu.

Din modificările albului și vâscozității pulpei de bumbac cu cantitatea de clor disponibil, se poate constata că odată cu creșterea clorului disponibil, albul pulpei de bumbac crește treptat, iar vâscozitatea scade treptat. Când cantitatea de clor disponibilă este de 0,01 g/L și 0,02 g/L, albul pulpei de bumbac este≤63%; când cantitatea de clor disponibilă este de 0,05 g/L, vâscozitatea pulpei de bumbac este≤1850 ml/g, care nu îndeplinește cerințele de pre-clorinare. Cerințe privind indicatorul de control al albirii segmentelor. Când cantitatea de clor disponibilă este de 0,03 g/L și 0,04 g/L, indicatorii după albire sunt vâscozitatea 1885 ml/g, alb 63,5% și vâscozitate 1854 ml/g, alb 64,8%. Intervalul de dozare este în conformitate cu cerințele indicatorilor de control al înălbirii din secțiunea de pre-clorare, astfel încât se stabilește preliminar că doza de clor disponibilă în această secțiune este 0,03-0,04 g/L.

2.3.2 Cercetarea procesului de albire în stadiul de peroxid de hidrogen

Albirea cu peroxid de hidrogen este cea mai importantă etapă de albire din procesul de albire pentru a îmbunătăți albul. După această etapă, se efectuează o etapă de tratament cu acid pentru a finaliza procesul de albire. Etapa de tratare cu acid plus etapa ulterioară de fabricare și formare a hârtiei nu are niciun efect asupra vâscozității pastei și poate crește albul cu cel puțin 2%. Prin urmare, în conformitate cu cerințele indicelui de control al pastei finale cu vâscozitate ridicată, cerințele de control al indicelui etapei de albire cu peroxid de hidrogen sunt determinate a fi vâscozitatea≥1800 ml/g și alb≥83%.

Principalii factori care afectează albirea cu peroxid de hidrogen sunt cantitatea de peroxid de hidrogen, temperatura de albire și timpul de albire. Pentru a atinge cerințele de alb și vâscozitate ale pastei cu vâscozitate ridicată, cei trei factori care afectează efectul de albire au fost analizați prin metoda de testare ortogonală pentru a determina parametrii corespunzători ai procesului de albire cu peroxid de hidrogen.

Prin datele de diferență extremă ale testului ortogonal, se constată că influența celor trei factori asupra efectului de albire este: temperatura de albire > doza de peroxid de hidrogen > timpul de albire. Temperatura de albire și cantitatea de peroxid de hidrogen sunt principalii factori care afectează efectul de albire. Odată cu creșterea treptată a datelor celor doi factori ai temperaturii de albire și a cantității de peroxid de hidrogen, albul pulpei de bumbac crește treptat, iar vâscozitatea scade treptat. Având în vedere costul de producție, capacitatea echipamentului și calitatea produsului în mod cuprinzător, temperatura de albire a peroxidului de hidrogen este determinată a fi 80°C, iar doza de peroxid de hidrogen este de 5%. În același timp, conform rezultatelor experimentale, timpul de albire al peroxidului de hidrogen are o influență mică asupra efectului de albire, iar timpul de albire într-o singură etapă a peroxidului de hidrogen este selectat ca 80 de minute.

Conform procesului de albire ale etapei cu peroxid de hidrogen selectat, laboratorul a efectuat un număr mare de experimente de verificare repetate, iar rezultatele experimentale arată că parametrii experimentali pot îndeplini cerințele țintă stabilite.

3. Concluzie

În conformitate cu cerințele clientului, prin testul unic factor și testul ortogonal, combinat cu capacitatea reală a echipamentului și costul de producție al companiei, parametrii procesului de producție a pastei cu vâscozitate mare pentru eter de celuloză sunt determinați după cum urmează: (1) Proces de gătire: utilizare 9 % de alcali, gătiți Temperatura este de 115°C, iar timpul de păstrare este de 70 de minute. (2) Procesul de albire: în secțiunea de pre-clorinare, doza de clor disponibil pentru albire este de 0,03-0,04 g/L; în secțiunea de peroxid de hidrogen, temperatura de albire este de 80°C, doza de peroxid de hidrogen este de 5%, iar timpul de albire este de 80 de minute; Secția de tratare a acidului, conform procesului convențional al companiei.

Pastă de înaltă vâscozitate pteter de celulozăeste o pastă specială de bumbac cu aplicare largă și valoare adăugată ridicată. Pe baza unui număr mare de experimente, compania a dezvoltat independent procesul de producție a pastei cu vâscozitate ridicată pentru eter de celuloză. În prezent, celuloza cu vâscozitate ridicată pentru eterul de celuloză a devenit una dintre principalele soiuri de producție ale companiei Kima Chemical, iar calitatea produsului a fost unanim recunoscută și lăudată de clienții din țară și din străinătate.